【摘要】：迄今为止，在考虑地基、库水与坝体的相互作用下的结构动力分析方法还不成熟，特别是水流动力荷载的复杂性，使得模型试验在研究流激振动，流固耦合振动问题中起着重要的作用。由于弹性结构与周围流场之间存在复杂的相互作用，普通的水工模型难以满足要求，建立水弹性模型是必要的。水弹性模型可按重力相似律来模拟动荷载，要求结构模型材料满足密度大、弹性模量小、等阻尼比、等泊松比。
迄今为止，在考虑地基、库水与坝体的相互作用下的结构动力分析方法还不成熟，特别是水流动力荷载的复杂性，使得模型试验在研究流激振动，流固耦合振动问题中起着重要的作用。早在1686年，牛顿阐述了有关相似的学说；1848年，别尔特兰首先确定了相似现象的基本性质，并提出尺度分析方法；1870年弗劳德进行了船舶模型试验，提出了著名的弗劳德数，奠定了重力相似律的基础；1885年雷诺第一个应用弗劳德数进行摩赛河模型试验；直到1940年，人们用机器部件的塑料模型来确定共振频率，开创了弹性相似的新时代。
由于弹性结构与周围流场之间存在复杂的相互作用，普通的水工模型难以满足要求，建立水弹性模型是必要的。水弹性模型的特点是可以同时满足水力学相似和结构静动力学相似原理，实现对“结构—水体—地基—动荷载”四位一体的流固振动系统的模拟。水弹性模型可按重力相似律来模拟动荷载，要求结构模型材料满足密度大、弹性模量小、等阻尼比、等泊松比。20世纪80年代，天津大学在“七五”国家科技攻关以及国家基金委的资助下，采用可以满足密度相似和弹性模量相似的加重橡胶作为模型材料，第一次建立了比尺1∶200的二滩高拱坝泄流振动的大型水弹性试验模型[47-48]，采用了当时先进的测试手段进行了泄流振动的测试，通过试验手段分析了振源，验证了二滩拱坝的泄洪安全性，这是流固耦合研究的突破性进展。随后，又开展了小湾[49]、构皮滩[50]、溪洛渡[51]、拉西瓦[52]等高拱坝的水弹性模型的试验研究。(www.xing528.com)
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